JPH11121171A

JPH11121171A - 注入形電場発光デバイスとその製造方法

Info

Publication number: JPH11121171A
Application number: JP9278355A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kishimoto; 良雄岸本; Ritsuo Inaba; 律夫稲葉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度の経時変化や黒点の発生の少ない優れた
発光デバイスを得る。【解決手段】透明基板上の正孔注入用透明電極と、ア
ルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む金属合金薄膜の
電子注入用薄膜電極よりなる一対の電極間に、電子輸送
性有機分子と正孔輸送性有機分子とを有し、透明基板の
表面と正孔注入用透明電極の表面のいづれもが活性水素
のない分子構造の疎水性表面を有したもので、例として
(ａ)は基板や電極等の表面の金属元素M1と修飾分子中の
金属元素M2とが表面の酸素を介して結合した構造を示
し、(ｂ)は基板や電極などの表面の金属元素M1と修飾す
る有機分子中の窒素元素とが直接配位結合したキレート
構造を示しており、表面の安定性を高める優れた効果を
有する。この疎水性により、発光開始電圧が低くなり黒
点（非発光点）がなくなり更に寿命特性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ディスプレ
イ、発光ダイオードおよび面発光光源などに用いられる
注入形電場発光デバイスとその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、電場発光デバイス（ＥＬ）よりな
るディスプレイパネルは視認性が高く、表示能力に優
れ、高速応答も可能という特徴を持っている。近年、有
機化合物を構成材料とする注入形電場発光デバイスにつ
いて報告がなされた（例えば、関連論文アプライド・
フィジックス・レターズ、第５１巻９１３頁１９８７年
(Applied Physics Letters,51,1987,P.913.)）。この報
告でＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらは有機発光層及び電荷輸送層を
積層した構造の注入形電場発光デバイスを開示してい
る。ここでは発光材料として高い発光効率と電子輸送を
合わせ持つトリス（８ーキノリノール）アルミニウム錯
体（以下Ａｌｑと略す）を用いて、優れた注入形電場発
光デバイスを得ている。

【０００３】また、ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジックス、第６５巻３６１０頁１９８９年(Journal o
f Applied Physics,65,1989,p.3610.)には、有機発光層
を形成するＡｌｑにクマリン誘導体やＤＣＭ１（Eastma
n Chemicals)等の蛍光色素をドープした素子を作製し、
色素の適切な選択により発光色が変わることを報告する
と共に、発光効率も非ドープに比べ上昇することを開示
している。この研究に続いて多くの研究開発がなされ、
新しい機能材料として、蛍光発光性のキレート金属錯体
や電子輸送性有機分子や正孔輸送性有機分子が開発され
検討されている。

【０００４】また、注入形電場発光デバイスの電子注入
電極としては、仕事関数の小さいＭｇーＡｇ、Ｃａ、Ａ
ｇ、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ａｇ、およびＡｌなどの金属薄
膜電極が例えば特開昭６０−１６５７７１号公報や特開
平５−１２１１７２号公報などに開示され、蒸着によっ
て電極が形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の注入
形電場発光デバイスでは、素子の吸湿により各材料が劣
化したりイオン伝導を併発したりして、発光が経時変化
を起こし、素子寿命の長期化が図れないという課題があ
った。

【０００６】そこで、本発明は上記従来の課題を解決す
るもので、素子の封止に加えて新規な疎水性構造を素子
内に形成することにより、輝度の経時変化や駆動電圧の
上昇や黒点発生の少ない優れた注入形電場発光デバイス
を提供することを第１の目的としている。

【０００７】第２の目的は上記注入形電場発光デバイス
の具体的な製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明は、透明基板上の正孔注入用透明電極
と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む金属合
金薄膜の電子注入用電極よりなる一対の電極間に、電子
輸送性有機分子と正孔輸送性有機分子とを有する注入形
電場発光デバイスであって、前記透明基板の表面と前記
正孔注入用透明電極の表面のいづれもが活性水素のない
分子構造の疎水性表面を有してなる注入形電場発光デバ
イスより構成される。

【０００９】これにより、輝度の経時変化や黒点の発生
の少なく寿命特性のよい優れた注入形電場発光デバイス
が得られる。

【００１０】また、第２の目的を達成するために、本発
明は透明基板上の正孔注入用透明電極と、アルカリ金属
またはアルカリ土類金属を含む金属合金薄膜の電子注入
用電極よりなる一対の電極間に、電子輸送性有機分子と
正孔輸送性有機分子とを有する注入形電場発光デバイス
の製造方法であって、酸化インジウム又は酸化スズを主
成分とする前記正孔注入用透明電極を表面に形成した前
記透明基板の表面に清浄表面を出して活性水素を持たな
い含窒素芳香族化合物を吸着させる手段を有し、前記表
面に窒素配位金属錯体を形成させて活性水素を持たない
疎水性表面を形成することを特徴とする注入形電場発光
デバイスの製造方法より構成される。

【００１１】これにより、輝度の経時変化や黒点の発生
の少なく寿命特性のよい優れた注入形電場発光デバイス
が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明（請求項１）は、透明基板
上の正孔注入用透明電極と、アルカリ金属またはアルカ
リ土類金属を含む金属合金薄膜の電子注入用電極よりな
る一対の電極間に、電子輸送性有機分子と正孔輸送性有
機分子とを有する注入形電場発光デバイスであって、前
記透明基板の表面と前記正孔注入用透明電極の表面のい
づれもが活性水素のない分子構造の疎水性表面を有して
なる注入形電場発光デバイスとしたものであり、このよ
うに疎水性にすることにより、発光開始電圧（Ｖth）が
低くなり黒点（非発光点）がなくなり、さらに寿命特性
が向上するという作用を有する。

【００１３】素子中の活性水素が存在する箇所は、おも
にガラスなど無機材料の基板や透明電極の表面であり、
これらを疎水性に構成することにより、電極間にイオン
がなく電解反応が起こらずガス発生や材料の化学変化が
起こらず、電子伝導のみが起こり、安定に長期動作する
発光素子が得られる。

【００１４】本発明(請求項２)は、疎水性表面の活性水
素のない分子構造が、ＯーＨ結合、ＮーＨ結合のいづれ
も有しない芳香族分子構造である請求項１に記載の注入
形電場発光デバイスとしたものであり、水を吸着せず芳
香族分子構造であるため本発明の素子を構成する有機分
子と親和性の高い電極を構成でき、層間で障壁や剥離が
起こらず素子全体が一体化されるという作用を有する。

【００１５】本発明（請求項３）は、芳香族分子構造が
第三級芳香族アミン、芳香族エーテル、窒素配位金属錯
体、および酸素配位金属錯体より選ばれた一種よりなる
請求項２に記載の注入形電場発光デバイスとしたもので
あり、第三級芳香族アミン、芳香族エーテルは電子や正
孔を輸送する分子に好適な構造であり、窒素配位金属錯
体や酸素配位金属錯体は電極金属界面で好適な界面分子
構造を形成するという作用をする。酸素配位金属錯体の
例としては、例えば電極表面金属とキノリノールとの金
属錯体がある。

【００１６】本発明（請求項４）は、窒素配位金属錯体
が、キノリン系、イミダゾール系、トリアゾール系、オ
キサジアゾール系、オキシキナゾリン系、トリフェニル
アミン系化合物より選ばれた少なくとも一種の含窒素芳
香族化合物を配位子とする有機金属錯体である請求項３
に記載の注入形電場発光デバイスとしたものであり、こ
れらの配位子は化学的に安定でパイ電子の共役性が高い
という好ましい分子構造であるという作用を有する。

【００１７】本発明に用いられる上記のキノリン系化合
物としては、上記Ａｌｑのキノリノール類のほかナフト
キノリン類やキノリン錯体等がある。イミダゾール系化
合物としては、ベンツイミダゾール類やフェニル置換、
ジフェニル置換、ピリジル置換などの芳香族誘導体等が
適している。

【００１８】トリアゾール系化合物としては、同様に、
ベンツトリアゾール類やフェニル置換、ジフェニル置
換、ピリジル置換などの芳香族誘導体等が適しており、
これらと類似の作用をする類似構造体にトリアジン誘導
体がある。オキサジアゾール系化合物としては、やはり
同様にフェニル置換、ジフェニル置換、ピリジル置換な
どの芳香族誘導体等が適している。オキシキナゾリン系
化合物としては、上記キノリン類と同様に多くの誘導体
がある。

【００１９】本発明（請求項５）は、正孔注入用透明電
極が酸化インジウム又は酸化スズを主成分とする透明導
電膜よりなり、電極表面が活性水素のない分子構造の、
フェノキシシリル基、フェニルシリル基、フェノキシス
ズ基、又はフェニルスズ基のいづれかを有してなる請求
項２に記載の注入形電場発光デバイスとしたものであ
り、陽極界面の具体的な構成を示しており、化学的に安
定でパイ電子の共役性が高い上、本発明の素子を構成す
る有機発光性分子との親和性の高い電極を構成でき、層
間で障壁や剥離が起こらず素子全体が一体化されるとい
う好ましい作用を有する。上記分子構造の範囲には、ベ
ンゼン核に置換基をもつフェニル誘導体もこれに属し、
またジフェニル、トリフェニル置換体もこれに属す。

【００２０】本発明における酸化インジウム又は酸化ス
ズを主成分とする透明導電膜よりな正孔注入用透明電極
は、透明基板上に形成されるが、次の２つの場合がある
が、いずれの場合にも表面全体、すなわち（例えばスト
ライプ状の）パターン形成された正孔注入用透明電極の
表面と、その間の親水性表面のいづれもが疎水化される
ことが必要である。（１）疎水性表面を有する透明基板上に正孔注入用透明
電極を形成する場合（２）親水性表面を有する透明基板上に正孔注入用透明
電極を形成する場合本発明（請求項６）は、透明基板がガラス基板で、電極
表面が活性水素のない分子構造の、フェノキシシリル
基、フェニルシリル基、フェノキシスズ基、又はフェニ
ルスズ基のいづれかを有してなる請求項２に記載の注入
形電場発光デバイスとしたものであり、陽極を形成した
ガラス基板（主にストライプ状のＩＴＯ電極を形成）の
表面の、ガラス表面の露出した部分の具体的な構成を示
しており、化学的に安定でパイ電子の共役性が高い上、
本発明の素子を構成する有機発光性分子との親和性の高
い界面を構成でき、層間で剥離が起こらず素子全体が一
体化されるという好ましい作用を有する。

【００２１】本発明（請求項７）は、活性水素のない分
子構造の疎水性表面が、亜鉛、カドミウム、スズ、鉛、
インジウムより選ばれた少なくとも一種の金属元素のケ
イ酸塩よりなる請求項１に記載の注入形電場発光デバイ
スとしたものであり、それぞれ優れた疎水性表面を形成
する分子構造を示している。中でもケイ酸亜鉛が適して
いる。また、スズやインジウムは陽極との親和性が高く
好ましい元素である。

【００２２】本発明（請求項８）は、透明基板が、アル
ミノシリケートガラスよりなるガラス基板である請求項
１に記載の注入形電場発光デバイスとしたものであり、
このガラスは加工軟化点が約１０００℃と高温である
が、Ｋ、Ｎａ等の吸湿性を引き起こす元素をを含まない
ため、本発明の疎水性表面を有する透明基板として望ま
しい。

【００２３】本発明（請求項９）は、透明基板が活性水
素のない分子構造の疎水性表面を有する透明保護層を表
面に形成したガラス基板である請求項１に記載の注入形
電場発光デバイスとしたものであり、ガラス基板の表面
に、透明な無機材料や有機高分子で表面薄膜を形成する
ことにより容易に疎水性基板が得られる。

【００２４】本発明（請求項１０）は、電子注入用電極
の表面、電子輸送性有機分子、および正孔輸送性有機分
子のいづれもが、ＯーＨ結合、ＮーＨ結合のいづれも有
しない活性水素のない疎水性分子構造を有してなる請求
項１に記載の注入形電場発光デバイスとしたものであ
り、このように素子構成のすべての材料を疎水性にする
ことにより、上記の請求項１の構成よりさらに発光開始
電圧（Ｖth）が低くなり黒点（非発光点）がなくなり、
寿命特性が向上するという作用を有する。

【００２５】上記電子注入用電極に用いるアルカリ金属
元素又はアルカリ土類金属元素（Ｍ2）は、Ｃａ、Ｍ
ｇ、Ｌｉのいづれかが望ましい。また、金属合金薄膜
は、各種あるが、Ａｌ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ａｇ合
金、Ｓｎ合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金の少なくとも一種で
あることが望ましい。上記アルカリ金属またはアルカリ
土類金属を含有した金属合金薄膜のアルカリ金属、アル
カリ土類金属の濃度は、その電子注入性能を決める仕事
関数や金属薄膜の成膜性、および電極金属やその界面の
安定性などから最適値がある。これらの表面を疎水性構
造にすることにより本発明の効果は大きくなる。

【００２６】また、電子輸送性有機分子や正孔輸送性有
機分子には、一般にすでに知られている有機金属系色素
やアミン類などが用いられるが、中でもキノリン系金属
錯体は蛍光発光性並びに電子的（レドックス的）安定性
が高く、最も優れた具体的材料の一つであり、上記Ａｌ
ｑやそのＡｌをＢｅに置き換えたＢｅ（Ｑｎ)₂など多く
の化合物がある。また、これらに、例えばＤＰＴ(diphe
nyltetracene），ＢＴＸ(benzotiooxaccene)、キナクリ
ドン、ルブレンなどのドーパントを一緒に加えてさらに
効果をあげることも可能である。これらの分子構造とし
て、その構造中にＯーＨ結合、ＮーＨ結合のいづれも有
しない活性水素のない疎水性分子構造を有するものを用
いることにより、本発明の効果を大きくすることができ
る。

【００２７】本発明のデバイスの構成は、基本的には一
対の電極間に、電子輸送性有機分子よりなる電子輸送層
と正孔輸送性有機分子よりなる正孔輸送層と蛍光発光性
有機分子とより構成され、上記のように電子輸送性有機
分子が蛍光発光性を有する場合は有機層二層で構成され
ることが多い。しかし、蛍光発光性分子を別個に加えて
３層構造のデバイスとしてもよく、またドーパントや導
電性高分子層などを加えた素子構成も容易に可能であ
り、これらも疎水性構造にする。

【００２８】本発明（請求項１１）は、透明基板上の正
孔注入用透明電極と、アルカリ金属またはアルカリ土類
金属を含む金属合金薄膜の電子注入用電極よりなる一対
の電極間に、電子輸送性有機分子と正孔輸送性有機分子
とを有する注入形電場発光デバイスの製造方法であっ
て、酸化インジウム又は酸化スズを主成分とする前記正
孔注入用透明電極を表面に形成した前記透明基板の表面
に清浄表面を出して活性水素を持たない含窒素芳香族化
合物を吸着させる手段を有し、前記表面に窒素配位金属
錯体を形成させて活性水素を持たない疎水性表面を形成
することを特徴とする注入形電場発光デバイスの製造方
法としたものであり、例えば活性水素を持たない含窒素
芳香族化合物を溶解した疎水性溶媒中でラビングするこ
とにより簡便でかつ効果的に疎水性表面を形成するとい
う作用をする。

【００２９】又、本発明の製造方法として、上記各種薄
膜の形成法としては、蒸着法に代表される真空下での各
種薄膜形成法以外にスピンナー、キャスト法等の湿式法
や材料をインクジェットのように飛翔させる方法もあ
り、これらを適時利用できる。以下、本発明の実施の形
態について図１と図２を用いて説明する。

【００３０】（実施の形態１）図１は、本発明の注入形
電場発光デバイスの疎水性表面の構造の一例を示すもの
で、図１(ａ）は基板や電極などの表面の金属元素（Ｍ
1）と修飾分子中の金属元素（Ｍ2）とが表面の酸素を介
して結合した構造を示している。

【００３１】表面の金属元素(Ｍ1）は主にＳi、Ｓn、Ｉ
nからなるため、修飾分子中の金属元素（Ｍ2）は主にＳ
i、Ｓn、Ｔiなどで構成するのが好ましい。図１(ｂ）は
基板や電極などの表面の金属元素(Ｍ1）と修飾する有機
分子中の窒素元素（Ｎ）とが直接配位結合したキレート
構造を示しており、表面の安定性を高める優れた効果を
有する。

【００３２】（実施の形態２）図２は、本発明の注入形
電場発光デバイスの構造の一例を示すもので、正孔注入
用透明電極１を形成した透明基板２上に、蒸着工程によ
り正孔輸送性有機分子よりなる正孔輸送層３と電子輸送
性有機分子よりなる電子輸送層４を順次積層し、さらに
電子輸送層４の表面に電子注入用薄膜電極５を形成して
構成される。

【００３３】図２の正孔輸送層３に接した正孔注入用透
明電極１の表面や電子輸送層４に接した電子注入用薄膜
電極５の表面には、図１のように疎水性表面が形成され
るため、電極表面に水を吸着せず、効率的に電子注入が
行われて輝度の均一性が向上し、特に低い駆動電圧での
高輝度化が可能になるという作用をする。

【００３４】

【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。

【００３５】（実施例１）インジウム・ティン・オキサ
イド（ＩＴＯ）薄膜よりなる正孔注入用透明電極を形成
したガラス基板を水酸化カリのプロパノールー水の混合
溶液に３０秒浸漬し、ＩＴＯ薄膜の表面とガラス基板の
表面をわずかに親水性処理した後、水洗し１００℃で充
分乾燥させた。このガラス基板をフェニルジエチルシリ
ルクロライドの溶液中に浸漬し表面を疎水処理しよく洗
浄した。この基板を１５０℃で１時間乾燥後、蒸着ター
ゲットとして蒸着装置内にセットした。

【００３６】蒸発源の４個の各加熱ボート各々に、正孔
輸送性有機分子として、N,N'-bis(2-methylphenyl)-N,
N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine(ＴＰ
Ｄ）、電子輸送性有機分子としてＡｌｑ、アルミニウム
金属、リチウム金属を入れてセットした。リチウム金属
のボートには、その上に４００メッシュの金網をかぶせ
た。

【００３７】ベルジャーを閉め、真空度を２＊１０^-6Ｔ
ｏｒｒまで引いた後、ＴＰＤのボートに電流を流し抵抗
加熱して、上記ガラス基板上に蒸着速度毎秒０．１ｎｍ
程度の速度で膜厚として８０ｎｍのＴＰＤを蒸着した。
次いで、Ａｌｑのボートに電流を流し抵抗加熱して、同
じく蒸着速度毎秒０．１ｎｍ程度の速度で膜厚として５
０ｎｍのＡｌｑを蒸着した。

【００３８】次いで電子注入用薄膜電極として、リチウ
ムの蒸発を膜厚センサーでモニターしながら、続いてボ
ートよりＡｌを蒸発させ両者の蒸発速度を毎秒１．５ｎ
ｍに一定にした後、同時蒸着によって２wt％のリチウム
含有金属合金薄膜を１６０ｎｍの厚みで蒸着をした。

【００３９】こうして得られた板状の注入形電場発光デ
バイスに、直流電圧を印加してその発光特性を測定した
ところ、５Ｖ印加で２.５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１
０５ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００
ｃｄ／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例
に比べ、８倍に延びた。黒点数は、初期で比較例に比べ
１／８と低かった。

【００４０】（実施例２）ＩＴＯ薄膜よりなる正孔注入
用透明電極を形成したガラス基板を、カチオン系界面活
性剤を含む弱アルカリ性洗浄液に浸漬処理し、ＩＴＯ表
面のみ親水性にしガラス基板の表面は疎水性のまま洗浄
処理をした。この後よく水洗し１００℃で乾燥させた。

【００４１】このガラス基板をフェニルジメチルティン
クロライドの溶液中に浸漬しＩＴＯ表面を疎水処理しよ
く洗浄した。この基板を１２０℃で３時間乾燥後、蒸着
ターゲットとして蒸着装置内にセットした。これに実施
例１と同様に蒸着し注入形電場発光デバイスを得た。

【００４２】こうして得られた注入形電場発光デバイス
に、直流電圧を印加してその発光特性を測定したとこ
ろ、５Ｖ印加で２.４ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１０１
ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００ｃｄ
／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例に比
べ、６倍に延びた。黒点数は初期で比較例に比べ１／１
２と低かった。

【００４３】（実施例３）実施例１と同様に疎水処理し
た正孔注入用透明電極を形成したガラス基板と、蒸発源
の５個の加熱ボートとを蒸着装置内にセットした。加熱
ボートの各々に、正孔輸送性有機分子としてＴＰＤ、電
子輸送性有機分子としてＡｌｑ、トリアゾール誘導体
（5,7-dimethyl-s-triazolopyrimidine)、アルミニウム
金属、リチウム金属を入れてセットした。

【００４４】ベルジャーを閉め、真空度を２＊１０^-6Ｔ
ｏｒｒまで引いた後、ＴＰＤのボートに電流を流し抵抗
加熱して、上記ガラス基板上に蒸着速度毎秒０．１ｎｍ
程度の速度で膜厚として８５ｎｍのＴＰＤを蒸着した。
次いで、Ａｌｑのボートに電流を流し抵抗加熱して、同
じく蒸着速度毎秒０．１ｎｍ程度の速度で膜厚として４
５ｎｍのＡｌｑを蒸着した。

【００４５】次いでリチウム金属を入れた蒸発源のボー
トを加熱し、融点近傍で時間をかけて不純物ガスを除
き、その蒸発速度をリチウムの別個のもう一つの膜厚セ
ンサーでモニターしながら蒸発速度が毎秒０．０２ｎｍ
程度になるように精密な制御をし、Ｌｉとトリアゾール
誘導体とを同時蒸着し厚み約５ｎｍのＡｌとＬｉのトリ
アゾール複核金属錯体の疎水性超薄膜を形成した。

【００４６】さらに、電子注入用薄膜電極として、リチ
ウムの蒸発を膜厚センサーでモニターしながら、続いて
ボートよりＡｌを蒸発させ両者の蒸発速度を毎秒１．５
ｎｍに一定にした後、同時蒸着によって１．６wt％のリ
チウム含有金属合金薄膜を１９５ｎｍの厚みで蒸着をし
た。

【００４７】こうして得られた板状の注入形電場発光デ
バイスに、直流電圧を印加してその発光特性を測定した
ところ、５Ｖ印加で２.２ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１
１８ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００
ｃｄ／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例
に比べ、１４倍に延びた。また黒点数は、初期で比較例
に比べ１／１８と低く、優れたデバイスが得られた。

【００４８】（実施例４）実施例１と同様に親水処理し
た正孔注入用透明電極を形成したガラス基板をフェノキ
シジメチルインジウムクロライドの溶液中に浸漬し表面
を疎水処理しよく洗浄した。こうして得られたフェノキ
シジメチルインジウムで表面を疎水処理した基板を１３
０℃で１時間乾燥後、蒸着ターゲットとして、蒸発源の
４個の加熱ボートと共に蒸着装置内にセットした。加熱
ボートの各々に、正孔輸送性有機分子としてＴＰＤ、電
子輸送性有機分子としてＡｌｑ、アルミニウム金属、リ
チウム金属を入れてセットした。ベルジャーを閉め、真
空度を２＊１０^-6Ｔｏｒｒまで引いた後、実施例１と同
様の条件で蒸着し、ＥＬ素子を作製した。

【００４９】こうして得られた板状の注入形電場発光デ
バイスに、直流電圧を印加してその発光特性を測定した
ところ、５Ｖ印加で１.８ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１
０８ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００
ｃｄ／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例
に比べ、７倍に延びた。また黒点数は、初期で比較例に
比べ１／５と低く、優れたデバイスが得られた。

【００５０】（実施例５）実施例１と同様に親水処理し
た正孔注入用透明電極を形成したガラス基板をＴＰＤを
溶解したアセトン溶液中で柔らかい刷毛でラビングし清
浄表面をＴＰＤで修飾して乾燥した後よく洗浄した。

【００５１】こうして得られた表面修飾された基板を１
２０℃で１時間乾燥後、蒸着ターゲットとして、蒸発源
の４個の加熱ボートと共に蒸着装置内にセットした。加
熱ボートの各々に、正孔輸送性有機分子としてＴＰＤ、
電子輸送性有機分子としてＡｌｑ、アルミニウム金属、
リチウム金属を入れてセットした。

【００５２】ベルジャーを閉め、真空度を２＊１０^-6Ｔ
ｏｒｒまで引いた後、実施例１と同様の条件で蒸着し、
ＥＬ素子を作製した。

【００５３】こうして得られた板状の注入形電場発光デ
バイスに、直流電圧を印加してその発光特性を測定した
ところ、５Ｖ印加で２.６ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１
３０ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００
ｃｄ／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例
に比べ、１２倍に延びた。また黒点数は、初期で比較例
に比べ１／１６と低く、優れたデバイスが得られた。

【００５４】（実施例６）ＩＴＯ薄膜をストライプ状に
形成したガラス基板を実施例１と同様にして表面を親水
性処理した後、塩化亜鉛の水溶液に浸漬しその表面のＫ
イオンを亜鉛イオンで置換して表面を少し疎水性にし
た。これを４００℃で３時間熱処理した後、蒸着ターゲ
ットとして蒸着装置内にセットした。これに実施例１と
同様の方法で蒸着し、ＥＬ素子を作製した。

【００５５】こうして得られた板状の注入形電場発光デ
バイスに、直流電圧を印加してその発光特性を測定した
ところ、５Ｖ印加で２.１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１
２８ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００
ｃｄ／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例
に比べ、１６倍に延びた。また黒点数は、初期で比較例
に比べ１／２５と低く、優れたデバイスが得られた。

【００５６】（実施例７）ガラス基板の表面に酸化亜鉛
の薄膜を成長させた。次いでＩＴＯ薄膜をストライプ状
に形成し、正孔注入用透明電極を形成した。この基板を
４００℃で１時間熱処理した後、蒸着ターゲットとして
蒸着装置内にセットした。これに実施例１と同様の方法
で蒸着し、ＥＬ素子を作製した。

【００５７】こうして得られた板状の注入形電場発光デ
バイスに、直流電圧を印加してその発光特性を測定した
ところ、５Ｖ印加で２.１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１
１５ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００
ｃｄ／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例
に比べ、１０倍に延びた。また黒点数は、初期で比較例
に比べ１／２０と低く、優れたデバイスが得られた。

【００５８】（実施例８）ＩＴＯ薄膜よりなる正孔注入
用透明電極を形成した１０ｃｍ角のアルミノシリケート
ガラスの基板を、アセトン還流形洗浄装置でよく洗浄
し、３５０℃で３時間熱処理し、蒸着ターゲットとして
蒸着装置内にセットした。これを実施例１と同様にして
素子を試作した。

【００５９】こうして得られた注入形電場発光デバイス
に、直流電圧を印加してその発光特性を測定したとこ
ろ、５Ｖ印加で１.９ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、１２１
ｃｄ／ｍ²の均一性の高い輝度が得られた。１００ｃｄ
／ｍ²での寿命試験で輝度の半減時間は下記比較例に比
べ、６倍に延びた。黒点数は、初期で比較例に比べ１／
１６と低かった。

【００６０】（比較例）蒸着装置内に、ＩＴＯ透明薄膜
よりなる正孔注入用透明電極を形成したガラス基板を３
５０℃で１時間熱処理した後、冷却後蒸着ターゲットと
してセットした。蒸発源の４個の各加熱ボート各々に、
正孔輸送性有機分子としてＴＰＤ、電子輸送性有機分子
としてＡｌｑ、アルミニウム金属、リチウム金属を入れ
てセットした。ベルジャーを閉め、真空度を３＊１０^-6
Ｔｏｒｒまで引いた後、実施例１と同様に蒸着し注入形
電場発光デバイスを得た。

【００６１】この素子に直流電圧を印加してその発光特
性を測定したところ、１２Ｖ印加で３〜４ｍＡ／ｃｍ²
の電流が流れ、輝度ムラがあり１００〜１２５ｃｄ／ｍ
²の輝度が得られた。７Ｖでは極めて暗い発光であっ
た。また、初期の黒点数も多く、平均１２個／ｍｍ²で
あった。１００ｃｄ／ｍ²での寿命試験では、輝度の半
減時間はガラス板でサンドイッチしたエポキシ樹脂によ
る封止素子で２８０時間であった。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明は、透明基板の表面
と正孔注入用透明電極の表面のいづれもが活性水素のな
い分子構造の疎水性表面を有するという特徴を持ち、輝
度の経時変化や黒点の発生の少なく寿命特性のよい優れ
た注入形電場発光デバイスが得られるという有利な効果
が得られる。このように本発明は工業的価値の大なるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の注入形電場発光デバイスの疎水性表面
の構造の一例を示す図

【図２】本発明の注入形電場発光デバイスの構造の一例
を示す図

【符号の説明】

１正孔注入用透明電極２透明基板３正孔輸送層４電子輸送層５電子注入用薄膜電極６直流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上の正孔注入用透明電極と、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属を含む金属合金薄膜の
電子注入用電極よりなる一対の電極間に、電子輸送性有
機分子と正孔輸送性有機分子とを有する注入形電場発光
デバイスであって、前記透明基板の表面と前記正孔注入
用透明電極の表面のいづれもが活性水素のない分子構造
の疎水性表面を有してなることを特徴とする注入形電場
発光デバイス。
【請求項２】疎水性表面の活性水素のない分子構造が、
ＯーＨ結合、ＮーＨ結合のいづれも有しない芳香族分子
構造である請求項１記載の注入形電場発光デバイス。
【請求項３】芳香族分子構造が、第三級芳香族アミン、
芳香族エーテル、窒素配位金属錯体、および酸素配位金
属錯体より選ばれた一種よりなる請求項２記載の注入形
電場発光デバイス。
【請求項４】窒素配位金属錯体が、キノリン系、イミダ
ゾール系、トリアゾール系、オキサジアゾール系、オキ
シキナゾリン系、トリフェニルアミン系化合物より選ば
れた少なくとも一種の含窒素芳香族化合物を配位子とす
る有機金属錯体である請求項３記載の注入形電場発光デ
バイス。
【請求項５】正孔注入用透明電極が、酸化インジウム又
は酸化スズを主成分とする透明導電膜よりなり、電極表
面が活性水素のない分子構造の、フェノキシシリル基、
フェニルシリル基、フェノキシスズ基、又はフェニルス
ズ基のいづれかを有してなる請求項２記載の注入形電場
発光デバイス。
【請求項６】透明基板がガラス基板で、電極表面が活性
水素のない分子構造の、フェノキシシリル基、フェニル
シリル基、フェノキシスズ基、又はフェニルスズ基のい
づれかを有してなる請求項２記載の注入形電場発光デバ
イス。
【請求項７】活性水素のない分子構造の疎水性表面が、
亜鉛、カドミウム、スズ、鉛、インジウムより選ばれた
少なくとも一種の金属元素のケイ酸塩よりなる請求項１
記載の注入形電場発光デバイス。
【請求項８】透明基板が、アルミノシリケートガラスよ
りなるガラス基板である請求項１記載の注入形電場発光
デバイス。
【請求項９】透明基板が、活性水素のない分子構造の疎
水性表面を有する透明保護層を表面に形成したガラス基
板である請求項１記載の注入形電場発光デバイス。
【請求項１０】電子注入用電極の表面、電子輸送性有機
分子、および正孔輸送性有機分子のいづれもが、ＯーＨ
結合、ＮーＨ結合のいづれも有しない活性水素のない疎
水性分子構造を有してなる請求項１記載の注入形電場発
光デバイス。
【請求項１１】透明基板上の正孔注入用透明電極と、ア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む金属合金薄膜
の電子注入用電極よりなる一対の電極間に、電子輸送性
有機分子と正孔輸送性有機分子とを有する注入形電場発
光デバイスの製造方法であって、酸化インジウム又は酸
化スズを主成分とする前記正孔注入用透明電極を表面に
形成した前記透明基板の表面に清浄表面を出して活性水
素を持たない含窒素芳香族化合物を吸着させる手段を有
し、前記表面に窒素配位金属錯体を形成させて活性水素
を持たない疎水性表面を形成することを特徴とする注入
形電場発光デバイスの製造方法。